Verfahren und System zur Erkennung von Bränden in Räumen

Abstract

 Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zur Erkennung von Bränden in Räumen, insbesondere Frachträumen, Verkaufsräumen und dergleichen, wobei elektromagnetische Strahlung (3) über eine vorbestimmte Wegstrecke durch einen zu überwachenden Raum geleitet und dabei wenigstens einer elektrooptischen Einrichtung (5, 6, 10, 12) zur Erfassung von optischen Signalen zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß seitens einer mit der elektrooptischen Einrichtung (5, 6, 10, 12) kommunikativ verbundenen Recheneinrichtung anhand wenigstens eines Vergleiches von von der elektrooptischen Einrichtung (5, 6, 10, 12) erfaßten Signalen der elektromagnetischen Strahlung (3) mit gespeicherten Signalen der elektromagnetischen Strahlung Abweichungen von Form und/oder Art und/oder Intensität und/oder Lage der elektromagnetischen Strahlung (3) bestimmt und bei Erreichen, Unterschreiten oder Übersteigen wenigstens eines vorbestimmbaren Schwellenwertes ein Alarmsignal erzeugt wird.

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zur Erkennung von Bränden in Räumen, insbesondere Frachträumen, Verkaufsräumen und dergleichen, wobei elektromagnetische Strahlung über eine vorbestimmte Wegstrecke durch einen zu überwachenden Raum geleitet und dabei wenigstens einer elektrooptischen Einrichtung zur Erfassung von optischen Signalen zugeführt wird.

[0002] Derartige Verfahren und Systeme werden üblicherweise in Alarmmeldesystemen zur Erkennung und Anzeige von Bränden in Räumen eingesetzt, um gezielt Schutz- und/oder Hilfsmaßnahmen einzuleiten. Da Schutz- und/oder Hilfsmaßnahmen äußerst kostenintensiv sind, werden an die Detektion von Rauch im Rahmen der Branderkennung erhöhte Zuverlässigkeitsanforderungen gestellt, insbesondere im Bereich des Frachttransports mittels Flugzeugen, wo bei Fehlalarmmeldungen durch Schutz- und/oder Gegenmaßnahmen im Frachtraum befindliche Waren durch Brandbekämpfungsmaßnahmen beschädigt bzw. zerstört werden können und mitunter unnötige Landemanöver anfallen können. Darüber hinaus ist es erforderlich, Rauch in Räumen so schnell als möglich zu detektieren.

[0003] Herkömmlich im Stand der Technik eingesetzte Brandsensoren basieren in ihrer Funktionsfähigkeit in erster Linie auf der Erkennung von Rauch. Dazu wird über eine in der Regel kurze Wegstrecke das Auftreten von durch die Anwesenheit von Rauchpartikeln verursachten Streulichts erfaßt. Voraussetzung für eine Detektion ist dabei eine genügend hohe Rauchpartikelkonzentration am Ort des das Streulicht erfassenden Brandsensors, um einen Schwellenwert zur Auslösung einer Brandmeldung zu überschreiten, insbesondere da die bisher in Brandmeldesystemen eingesetzten Sensoren lediglich eine im wesentlichen punktförmige Erfassung ermöglichen. Bedingt durch die in der Regel kurze Wegstrecke muß einerseits die Brandmeldeempfindlichkeit hoch sein, andererseits muß ein genügender Pegelabstand zum Ruheverhalten, d.h. zu den von dem Brandsensor im rauch- und/oder feuerfreien Zustand erfaßten Signalen, vorliegen, um Fehlalarme zu vermeiden. In der Praxis treten häufig Fehlalarme auf, und die Ansprechgeschwindigkeit auf Rauch infolge Feuers ist sehr schwankend und genügt nicht den erhöhten Zuverlässigkeitsanforderungen.

[0004] In Anbetracht dieses Standes der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und ein System der eingangs genannten Art bereitzustellen, welche eine Branderkennung in Räumen, insbesondere Frachträumen, Verkaufsräumen und dergleichen, äußerst zuverlässig und schnell ermöglichen und dabei weniger störanfällig sind.

[0005] Verfahrensseitig wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß seitens einer mit der elektrooptischen Einrichtung kommunikativ verbundenen Recheneinrichtung anhand wenigstens eines Vergleiches von von der elektrooptischen Einrichtung erfaßten Signalen der elektromagnetischen Strahlung mit gespeicherten Signalen der elektromagnetischen Strahlung Abweichungen von Form und/oder Art und/oder Intensität und/oder Lage der elektromagnetischen Strahlung bestimmt und bei Erreichen, Unterschreiten oder Übersteigen wenigstens eines vorbestimmbaren Schwellenwertes ein Alarmsignal erzeugt wird.

[0006] Durch den erfindungsgemäßen Vergleich der von der elektrooptischen Einrichtung erfaßten Signale der elektromagnetischen Strahlung, vorzugsweise eines Lichtstrahls mit seitens der Recheneinrichtung gespeicherten Signalen der elektromagnetischen Strahlung hinsichtlich Abweichungen von Form, Art, Intensität und/oder Lage der elektromagnetischen Strahlung ist Rauch in dem zu überwachenden Raum mit hoher Zuverlässigkeit schnell detektierbar.

[0007] Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß Rauch charakteristische optische Eigenschaften aufweist, die zur Detektion von Rauch nutzbar sind. So wird Licht an Rauchpartikeln diffus gestreut, durch Rauchpartikel absorbiert und durch Mehrfachreflexionen an Rauchpartikeln depolarisiert. Rauch ermöglicht neben der Detektion der direkten Strahlung des Brandherdes zusätzlich die Detektion aufsteigender Wärmeschlieren. Die durch einen Brandherd auftretenden Effekte in Form von Rauch erlauben damit umfangreiche Möglichkeiten der Branderkennung.

[0008] An durch Verbrennungsvorgängen verursachten Aerosolen, Rauchpartikeln in der Umgebungsluft, wird der Lichtstrahl gestreut und mehrfach reflektiert. Dadurch wird der Querschnitt des Lichtstrahls vergrößert. Die Querschnittsvergrößerung des Lichtstrahls wird vorteilhafterweise anhand des Vergleichs seitens der Recheneinrichtung erfaßt und bei Überschreitung eines bestimmten Schwellenwertes ein Alarmsignal erzeugt.

[0009] Durch Verbrennungsvorgänge verursachte Rauchpartikel in der Luft bringen eine Lichtabsorption mit sich, die zu einer Abschwächung der Leuchtdichte des Lichtstrahls führt. Diese Abschwächung wird vorteilhafterweise detektiert und bei Unterschreitung eines bestimmten Schwellenwertes seitens der Recheneinrichtung ein Alarmsignal erzeugt.

[0010] Vorteilhafterweise wird eine an durch gasförmige Verbrennungsprodukte in Form von Partikeln in der Luft, z.B. Kohlenmonoxid (CO) oder Kohlendioxid (CO₂) gegebene Bandenabsorption detektiert und bei Detektion einer Bandenabsorption ein Alarmsignal erzeugt. Bei einer Bandenabsorption werden einzelne für die partikelförmigen Verbrennungsprodukte in der Luft charakteristische Wellenlängen des Lichtstrahls absorbiert. Elektromagnetische Strahlung dieser Wellenlänge fehlt dann bei der Erfassung mittels der elektrooptischen Einrichtung. Anhand des Vergleichs wird dieses Fehlen detektiert. Die fehlende Wellenlänge gibt Auskunft über die spezifischen Stoffeigenschaften der zur Bandenabsorption führenden Verbrennungsprodukte in der Luft und damit Aufschluß über einen möglichen Brand. Vorteilhafterweise sind darüber hinaus anhand der detektierten Bandenabsorption der verbrennende Stoff, die Brandursache, oder dergleichen bestimmbar.

[0011] In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird eine durch Verbrennungsvorgänge in der Luft enthaltene Rauchpartikel verursachte Depolarisation des Lichtstrahls detektiert und bei Überschreitung eines Schwellwertes seitens der Recheneinrichtung ein Alarmsignal erzeugt. Vorteilhafterweise weist der von einer Lichtquelle erzeugte Lichtstrahl eine definierte Polarisationsrichtung auf, welche vorzugsweise mit einem Polarisationsfilter erzeugt wird. Seitens der elektrooptischen Einrichtung ist vorteilhafterweise ein Analysator mit einer zur Polarisationsrichtung des Lichtstrahls gekreuzten Polarisationsrichtung angeordnet. Bei Fehlen von den Lichtstrahl depolarisierenden Rauchpartikeln in der Luft wird seitens der elektrooptischen Einrichtung aufgrund der gekreuzten Polarisationsrichtung von Analysator und Lichtstrahl bzw. Polarisationsfilter kein Signal erfaßt, da der polarisierte Lichtstrahl durch den Analysator gesperrt wird. Bei Depolarisation des Lichtstrahls durch Verbrennungsprodukte in der Luft wird die Polarisationsrichtung des Lichtstrahls teilweise gedreht, so daß dieser in der Polarisationsrichtung gedrehte Teil des Lichtstrahls in seiner Polarisationsrichtung nicht mehr gekreuzt zur Polarisationsrichtung des Analysators steht und diesen daher teilweise oder ganz passieren kann. Dieser depolarisierte Anteil des Lichtstrahls wird seitens der elektrooptischen Einrichtung erfaßt und anhand des Vergleichs bei Überschreiten eines Schwellenwertes seitens der Recheneinrichtung ein Alarmsignal erzeugt. Darüber hinaus sind anhand der durch die Depolarisation gegebenen Richtungsänderung der Polarisationsrichtung des Lichtstrahls weitere Informationen über den die Rauchpartikeln verursachenden Brand bestimmbar, beispielsweise Brandursache, der die Rauchpartikel erzeugende brennende Stoff, oder dergleichen.

[0012] In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird ein offenes Feuer durch das Vorhandensein elektromagnetischer Strahlung bestimmter Wellenlängen, vorzugsweise im Infrarot (IR)- und/oder Ultraviolett (UV)-Bereich erkannt. Vorteilhafterweise ist die elektrooptische Einrichtung dabei im Bereich der jeweiligen Wellenlänge sensitiv.

[0013] Vorteilhafterweise wird ein Brand durch Erkennung von aufgrund z. B. eines Feuers durch Hitzeentwicklung entstehenden Schlieren detektiert. Der Lichtstrahl wird durch Schlieren von der Wegstrecke abgelenkt. Diese Ablenkung wird anhand des Vergleichs seitens der Recheneinrichtung detektiert und ein Alarmsignal erzeugt, wenn ein bestimmter Schwellenwert erreicht, unterschritten oder überstiegen wird. Vorteilhafterweise ist durch die Ablenkung eine Änderung der Intensität des Lichtstrahls erfaßbar, welche bei Erreichen, Unterschreiten oder Übersteigen eines bestimmten Schwellenwertes zur Alarmsignalerzeugung seitens der Recheneinrichtung führt. Vorteilhafterweise erfolgt die Schlierenerkennung in einer Hellfeld- oder einer Dunkelfeld-Anordnung.

[0014] Vorteilhafterweise ist der Lichtstrahl ein Strahl kollimierter elektromagnetischer Strahlung, wobei der Strahl derart kollimiert ist, daß das Licht parallel verläuft. Vorteilhafterweise weist der Lichtstrahl eine definierte Polarisationsrichtung auf. Die Schwingungsrichtung der einzelnen Lichtwellenpakete des Lichtstrahls ist dabei fest definiert. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Lichtstrahl kohärent, d.h. Licht einer einheitlichen Wellenlänge bzw. eines bestimmten Wellenlängenbereichs. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird der Lichtstrahl von einem Laser erzeugt, einer Lichtquelle mit hoher Kohärenz die kollimierte Lichtstrahlen mit definierter Polarisationsrichtung bereitstellt.

[0015] In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird der Lichtstrahl gepulst. So lassen sich bei Synchronisierung des gepulsten Lichtstrahls mit der elektrooptischen Einrichtung und der Recheneinrichtung Stör- und/oder Fremdlichteinflüsse vorteilhaft ausschalten.

[0016] Gemäß einer weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden als elektrooptische Einrichtung neben Video-Kameras, welche Signale des Lichtstrahls in Form von Bildern erfassen, die seitens der Recheneinrichtung gespeichert werden, auch Strahlungssensoren für definierte Wellenlängen bzw. definierte Wellenlängenbereiche, vorzugsweise Strahlungssensoren für elektromagnetische Strahlung im IR- und/oder UV-Bereich verwendet.

[0017] Gemäß einer weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden seitens der Recheneinrichtung mehrere elektrooptische Einrichtungen zur Erfassung von Signalen des Lichtstrahls datentechnisch miteinander kombiniert, vorzugsweise derart, daß die von den elektrooptischen Einrichtungen erfaßten Signale miteinander kombiniert und anhand von seitens der Recheneinrichtung gespeicherten empirischen Datensätzen über Rauch bei Erreichen, Übersteigen oder Unterschreiten eines bestimmten Schwellenwertes ein Alarmsignal erzeugt wird.

[0018] Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1

in einer schematischen Darstellung den prinzipiellen Aufbau eines erfindungsgemäßen Systems zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;

Fig. 2

in einer schematischen Darstellung eine Anordnung zur erfindungsgemäßen Aufweitung des Lichtstrahls;

Fig. 3

in einer schematischen Darstellung eine Anordnung zur erfindungsgemäßen Schlierenerkennung und

Fig. 4

in einer schematischen Darstellung den prinzipiellen Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens.

[0019] Fig. 1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Ansicht von oben auf einen zu überwachenden Frachtraum 1. Die Lichtquelle 2 erzeugt einen kollimierten Lichtstrahl 3, 3' mit fester Polarisationsrichtung, welcher über Umlenkspiegel 4 nach Bedarf über eine vorbestimmte Wegstrecke durch den Frachtraum 3 geleitet wird. Die Wegstrecke des Lichtstrahls 3, 3' ist über die Umlenkspiegel 4 individuell an die Bedürfnisse des zu überwachenden Frachtraums 1 hinsichtlich räumlichen Begebenheiten und Art und Position der Fracht im Frachtraum 1 anpaßbar. Vorliegend verläuft die Wegstrecke des Lichtstrahls 3, 3' vorteilhaft im Bereich der Decke des Frachtraums 1. In der Regel im Falle eines Brandes nach oben steigender und damit in die Wegstrecke des Lichtstrahls reichender Rauch ist so einfach zu detektieren. Darüber hinaus ist so sichergestellt, daß im Frachtraum gelagerte Fracht die Wegstrecke des Lichtstrahls 3, 3' nicht behindert. Die Wegstrecke des Lichtstrahls 3, 3' ist jedoch mit Umlenkspiegel 4 auch derart vorbestimmbar, daß diese quer durch den Frachtraum 1 verläuft.

[0020] Am von der Lichtquelle 2 entfernten Ende der Wegstrecke des Lichtstrahls 3, 3' ist eine elektrooptische Einrichtung 5 zur Erfassung von Signalen des Lichtstrahls 3, 3', vorliegend eine Video-Kamera, angeordnet. Vor der Kamera 5 ist ein halbdurchlässiger Spiegel 8 angeordnet, über welchen der Lichtstrahl 3, 3' teilweise umgelenkt wird in den in Fig. 1 punktiert dargestellten Lichtstrahl 11. Der Lichtstrahl 11 wird durch einen Analysator 9 einer weiteren elektrooptischen Einrichtung 10, vorliegend einem Strahlungssensor, zugeführt. Eine weitere elektrooptische Einrichtung 6, vorliegend eine Video-Kamera, ist derart im Frachtraum 1 angeordnet, daß die Wegstrecke des Lichtstrahls 3, 3' wenigstens teilweise in deren Sichtbereich liegt, welcher durch die mit dem Bezugszeichen 7 gekennzeichneten Linien begrenzt ist. Weiter weist das Detektionssystem gemäß der vorliegenden Erfindung eine weitere elektrooptische Einrichtung 12, vorliegend einen Strahlungssensor, auf, welcher in seinem Sichtbereich von den mit 7' gekennzeichneten Linien begrenzt wird und zur Erfassung von elektromagnetischer Strahlung im IR- und UV-Bereich dient. Die Begrenzungslinien 7' der elektrooptischen Einrichtung 12 beschreiben dabei ebenso wie die den Sichtbereich der elektrooptischen Einrichtung 6 begrenzenden Linien 7 die Ränder eines bei Bedarf in den Frachtraum 1 ragenden Rotationskörpers.

[0021] Veränderungen der optischen Eigenschaften des Lichtstrahls 3, 3' verursacht durch Aerosol- bzw. Rauchpartikel oder Schlieren durch Wärme, verursacht durch einen möglichen Brand im Frachtraum 1, werden von den elektrooptischen Einrichtungen 5, 6, 10 und 12 wie folgt erfaßt und von der in Fig. 1 nicht dargestellten, mit den elektrooptischen Einrichtungen 5, 6, 10 und 12 kommunikativ verbundenen Recheneinrichtung ausgewertet. Die von den elektrooptischen Einrichtungen 5, 6, 10 und 12 erfaßten Signale bzw. Bilder werden seitens der Recheneinrichtung in einer Datenbank gespeichert. Die jeweils aktuell erfaßten Signale werden dabei seitens der Recheneinrichtung mit den gespeicherten zuvor erfaßten Signalen verglichen. Zur Erhöhung der Zuverlässigkeit der Detektion werden vorteilhafterweise die im Rahmen des Vergleichs festgestellten Abweichungen ebenfalls seitens der Recheneinrichtung gespeichert und anhand des zeitlichen Verlaufs der gespeicherten Abweichungen Informationen über Rauch und/oder Feuer im Frachtraum 1 generiert.

[0022] Durch einen Brand verursachte Aerosol- bzw. Rauchpartikel gelangen in die Wegstrecke des Lichtstrahls 3, 3' und verursachen diffuse Streuung von Licht an den Aersol- bzw. Rauchpartikeln, Absorption von Licht durch die Rauch- bzw. Aerosolpartikel sowie eine Depolarisation des Lichtstrahls 3, 3' durch Mehrfachreflektionen an Rauch- bzw. Aerosolpartikeln. Durch Streuungen und Mehrfachreflektionen des Lichtstrahls an den Aerosol- bzw. Rauchpartikeln wird der Querschnitt des Lichtstrahls 3, 3' vergrößert. Diese Querschnittsvergrößerung wird anhand des Vergleichs der von der elektrooptischen Einrichtung 5 aktuell erfaßten Bildsignale mit den zu einem vorhergehenden Zeitpunkt von der elektrooptischen Einrichtung 5 erfaßten und seitens der Recheneinrichtung gespeicherten Signale erfaßt. Überschreitet die Querschnittsvergrößerung einen vorgegebenen Schwellenwert, wird seitens der Recheneinrichtung ein Alarmsignal erzeugt, welches anschließend zur Anzeige gebracht wird, beispielsweise um Schutz- und/oder Hilfsmaßnahmen einzuleiten. Vorteilhafterweise wird mit dem Schwellenwert eine zeitliche Änderung der Querschnittsvergrößerung berücksichtigt, welche vorteilhafterweise im Rahmen eines zweiten Schwellenwertes zur Alarmsignalerzeugung verwendet wird und die Zuverlässigkeit der Detektion von Rauch und/oder Feuer weiter erhöht.

[0023] Weiter wird anhand der von der elektrooptischen Einrichtung 5 erfaßten Signale seitens der Recheneinrichtung im Rahmen des Vergleichs eine Abschwächung der Leuchtdichte des Lichtstrahls 3, 3' wegen Lichtabsorption durch Aerosol- bzw. Rauchpartikel detektiert und bei Unterschreitung eines Schwellenwertes ein Alarmsignal erzeugt. Vorteilhafterweise wird seitens der Recheneinrichtung auch die Abschwächung der Leuchtdichte durch Absorption mit einem weiteren zeitabhängigen Schwellenwert kombiniert, um die Zuverlässigkeit der Detektion zu erhöhen.

[0024] Die von der elektrooptischen Einrichtung 10 erfaßten Signale des von dem Lichtstrahl 3, 3' entkoppelten Lichtstrahls 11 geben Aufschluß über eine durch Mehrfachreflexionen an Aerosol- bzw. Rauchpartikeln erfolgte Depolarisation des polarisierten Lichtstrahls 3, 3' bzw. 11. Der Analysator 9 vor der elektrooptischen Einrichtung 10 ist dabei derart eingestellt, daß ohne Depolarisation durch Aerosol- bzw. Rauchpartikel hinter dem Analysator 9 kein Signal des Lichtstrahls 3, 3' bzw. 11 erfaßbar ist. Die Polarisationsrichtung des Analysators 9 ist dabei senkrecht zu der Polarisationsrichtung des von der Lichtquelle 2 gelieferten Lichtstrahls 3, 3' bzw. 11. Durch Aerosol- bzw. Rauchpartikel aufgrund von Mehrfachreflexionen gegebene Depolarisationseffekte des Lichtstrahls 3, 3' weisen eine Polarisationsrichtung auf, welche den Analysator durchqueren bzw. passieren kann. Bei Erfassung eines Signals mittels der elektrooptischen Einrichtung 10 ist dies somit ein Indiz dafür, daß der Lichtstrahl 3, 3' bzw. 11 durch Aerosol- bzw. Rauchpartikel in seiner Polarisationsrichtung verändert wurde. Vorteilhaft werden die von der elektrooptischen Einrichtung 10 erfaßten Signale des Lichtstrahls 11 hinsichtlich Form, Art, Intensität und/oder Lage erfaßt und bei Überschreiten, Erreichen oder Unterschreiten eines Schwellenwertes seitens der Recheneinrichtung ein Alarmsignal erzeugt. Vorteilhafterweise werden seitens der Recheneinrichtung erfaßte Abweichungen gespeichert und in Abhängigkeit der Zeit nach Art einer Prognose ausgewertet.

[0025] Die elektrooptische Einrichtung 6 erfaßt durch Aerosol- bzw. Rauchpartikel entlang der Wegstrecke des Lichtstrahls 3, 3' gestreute elektromagnetische Strahlung. Die von der elektrooptischen Einrichtung 6 erfaßten Signale werden dabei entsprechend der elektrooptischen Einrichtung 5 hinsichtlich Abweichung von Form, Art, Intensität und/oder Lage ausgewertet und bei Erreichen eines Schwellenwertes der Abweichung seitens der Recheneinrichtung ein Alarmsignal erzeugt. Die von der elektrooptischen Einrichtung 6 erfaßten Signale werden seitens der Recheneinrichtung gespeichert und vorteilhafterweise für einen zeitabhängigen Schwellenwert zur Erzeugung eines Alarmsignals verwendet.

[0026] Die elektrooptische Einrichtung 12, vorliegend ein Strahlungssensor zur Erfassung elektromagnetischer Strahlung im IR- und UV-Bereich im Frachtraum 1 dient zur direkten Detektion von Feuer im Frachtraum 1. Seitens der Recheneinrichtung werden die von der elektrooptischen Einrichtung 12 erfaßten Signale dabei ebenfalls nach Form, Art, Intensität und/oder Lage ausgewertet, vorteilhafterweise in Abhängigkeit von Zeit und Größe der Abweichungen anhand eines zeitabhängigen Schwellenwertes.

[0027] Fig. 2 zeigt eine Anordnung zur Aufweitung des Strahls 3 der Lichtquelle 2. Der von der Lichtquelle 2 gelieferte kollimierte Lichtstrahl 3 mit fester Polarisationsrichtung wird über eine aus zwei sammelnden optischen Systemen bestehende Aufweitungsoptik 13 zu dem Lichtstrahl 3' aufgeweitet. Dies ermöglicht eine genauere Erfassung von Veränderungen des kollimierten Lichtstrahls 3', da Veränderungen der optischen Eigenschaften durch Rauch und/oder Feuer im Frachtraum über einen größeren Querschnitt erfaßt und besser quantifizierbar sind. Zur Unterdrückung unerwünschter Nebenstrahlung ist vor der elektrooptischen Einrichtung 5 ein Sperrfilter 14 mit hoher selektiver Transmission der Wellenlänge des Lichtstrahls 3', also der Wellenlänge der Licht- bzw. Strahlungsquelle 2, vorgeschaltet.

[0028] Fig. 3 zeigt den prinzipiellen Aufbau einer Anordnung zur Erfassung von Schlieren durch Hitzeentwicklung. Der kollimierte Lichtstrahl 3' wird durch die Schlierenoptik 15 in eine Zwischenbildebene abgebildet, in der sich die Schlierenblenden 16 befinden. Von dort erfolgt eine erneute Abbildung mit der Objektiv 17 der elektrooptischen Einrichtung 5, vorliegend einer Kamera. Sind auf der Wegstrecke des Lichtstrahls 3' zwischen Lichtquelle 2 und Schlierenoptik 15 durch Hitzeentwicklung gegebene Wärmeschlieren vorhanden, so wird ein Teil des Lichtstrahls abgelenkt und trifft statt auf die Zwischenbildebene auf die diese umgebenden Schlierenblenden 16. Der die Schlierenblenden 16 treffende Teil des Lichtstrahls kann von der Kameraoptik 17 nicht mehr abgebildet werden. dadurch tritt eine Verdunkelung des von der Kamera 5 aufgenommenen Bildes sowie eine Abbildung der Schlieren auf. Unterschreitet die Abdunklung durch diesen Lichtverlust einen bestimmten Helligkeits-Schwellwert, wird seitens der Recheneinrichtung ein Alarmsignal erzeugt, entsprechend der Abdunklung bzw. Verdunkelung durch Streuung des Lichtstrahls an Aerosol- bzw. Rauchpartikeln.

[0029] Fig. 4 zeigt in einem Blockdiagramm den prinzipiellen Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens. In dem mit 18 gekennzeichneten Verfahrensschritt werden mittels der elektrooptischen Einrichtungen 5, 6, 10 und 12 Bilder bzw. Signale erfaßt und seitens der Recheneinrichtung gespeichert, wie in Fig. 4 mit den mit 19 gekennzeichneten Pfeil dargestellt. Seitens der Recheneinrichtung werden die erfaßten Bilder und Signale nach Helligkeit, Polarisation, Strahlaufweitung, spezifischer Strahlung und Schlieren ausgewertet, wie in Fig. 4 mit dem mit 20 gekennzeichneten Verfahrensschritt dargestellt. Das Ergebnis der Auswertung wird zur Bestimmung von Abweichungen vom Normalzustand in einem Vergleich 22 seitens eines von der Recheneinrichtung durchgeführten Vergleichsalgorithmus zugeführt, wie anhand des in Fig. 4 mit 21 gekennzeichneten Pfeils dargestellt. Sofern keine Abweichung vom Normalzustand, d.h. im brandfreien Fall, vorliegt, wird im Rahmen der seitens der Recheneinrichtung laufenden Algorithmus über den mit 23 gekennzeichneten Pfeil zu dem Verfahrensschritt 18 zur Aufnahme von Bildern bzw. Signalen mittels der elektrooptischen Einrichtungen 5, 6, 10 und 12 zurückgekehrt und die Verfahrensschritte 18 bis 22 wiederholt. Im Falle von Abweichungen vom Normalzustand, also im Falle eines Brandes, wird aus den ermittelten Abweichungen ein Alarmsignal erzeugt, welches über den mit 24 gekennzeichneten Pfeil einer Alarmmeldeeinrichtung zugeführt wird, welcher ein entsprechendes Alarmsignal zur Einleitung von Schutz- und/oder Hilfsmaßnahmen zur Anzeige bringt.

[0030] Die in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele dienen lediglich der Erläuterung der Erfindung und sind für diese nicht beschränkend.

Bezugszeichenliste

[0031] 

1

Frachtraum

2

Lichtquelle

3, 3'

Lichtstrahl

4

Umlenkspiegel

5

elektrooptische Einrichtung

6

elektrooptische Einrichtung

7, 7'

Sichtbereichsbegrenzung

8

halbdurchlässiger Spiegel

9

Analysator

10

elektrooptische Einrichtung

11

Lichtstrahl (Seitenarm)

12

elektrooptische Einrichtung

13

Aufweitungsoptik

14

Filter

15

Schlierenoptik

16

Schlierenblenden (Hellfeldmethode)

17

Objektiv (elektrooptische Einrichtung 5)

18

Verfahrensschritt ("Aufnahme eines Bildes/Signals")

19

Speicherung (Bild/Signal)

20

Auswertung

21

Zuführung (Signalvergleich)

22

Vergleich "Abweichung vom Normalzustand"

23

Wiederholung des Verfahrens (keine Abweichung vom Normalzustand)

24

Alarmsignal

25

Alarmanzeige

Ansprüche

1. Verfahren zur Erkennung von Bränden in Räumen, insbesondere Frachträumen, Verkaufsräumen oder dergleichen, wobei elektromagnetische Strahlung (3) über eine vorbestimmte Wegstrecke durch einen zu überwachenden Raum geleitet und dabei wenigstens einer elektrooptischen Einrichtung (5, 6, 10, 12) zur Erfassung von optischen Signalen zugeführt wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß seitens einer mit der elektrooptischen Einrichtung (5, 6, 10, 12) kommunikativ verbundenen Recheneinrichtung anhand wenigstens eines Vergleiches von von der elektrooptischen Einrichtung (5, 6, 10, 12) erfaßten Signalen der elektromagnetischen Strahlung (3) mit gespeicherten Signalen der elektromagnetischen Strahlung Abweichungen von Form und/oder Art und/oder Intensität und/oder Lage der elektromagnetischen Strahlung (3) bestimmt und bei Erreichen, Unterschreiten oder Übersteigen wenigstens eines vorbestimmbaren Schwellenwertes ein Alarmsignal erzeugt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Alarmsignal zur Anzeige gebracht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elektromagnetische Strahlung ein Lichtstrahl (3, 3', 11) ist.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die elektromagnetische Strahlung ein Strahl parallel verlaufender elektromagnetischer Strahlung ist.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die elektromagnetische Strahlung von einem Laser erzeugt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die elektromagnetische Strahlung aufgeweitet wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die elektromagnetische Strahlung eine definierte Polarisationsrichtung aufweist.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß diffuse Streuung von elektromagnetischer Strahlung an Rauchpartikeln ausgewertet wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß de Absorption von elektromagnetischer Strahlung durch Rauchpartikel ausgewertet wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Depolarisation von elektromagnetischer Strahlung durch Rauch aufgewertet wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß Wärmeschlieren detektiert und ausgewertet werden.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß elektromagnetische Strahlung eines Brandherdes detektiert und ausgewertet wird.

13. System zur Erkennung von Bränden in Räumen, insbesondere Frachträumen, Verkaufsräumen, Lagerräumen oder dergleichen, zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 12, umfassend eine Lichtquelle (2) zur Erzeugung eines Lichtstrahls (3), wenigstens eine elektrooptische Einrichtung (5, 6, 10, 12) zur Erfassung von optischen Signalen und eine mit der elektrooptischen Einrichtung (5, 6, 10, 12) kommunikativ verbundene Recheneinrichtung zur Signalauswertung.

14. System nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch wenigstens einen Umlenkspiegel (4) zum Leiten des von der Lichtquelle (2) erzeugten Lichtstrahls (3) über eine vorbestimmte Wegstrecke zur elektrooptischen Einrichtung (5, 6, 10, 12).

15. System nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrooptische Einrichtung (5, 6) eine Video-Kamera ist.

16. System nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrooptische Einrichtung (10, 12) ein Strahlungssensor ist.

17. System nach einem der Ansprüche 13 bis 16, gekennzeichnet durch eine im Bereich des Ausgangs der Lichtquelle (2) angeordnete Aufweitungsoptik (13) zur Erzeugung eines parallel verlaufenden Lichtstrahls (3').

18. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine vor der elektrooptischen Einrichtung (5, 6, 10, 12) angeordnete Schlierenoptik (15) und Schlierenblenden (16).

19. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein vor der elektrooptischen Einrichtung (5, 6, 10, 12) angeordnetes Sperrfilter (14).

20. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wegstrecke im Bereich der Decke des Frachtraums (1) verlaufend angeordnet ist.

Zeichnung